Расчет спирального теплообменника

Расчет спирального теплообменника

Теплообменные аппараты (теплообменники) применяются для осуществления теплообмена между двумя теплоносителями с целью нагрева или охлаждения одного из них. В зависимости от этого теплообменные аппараты называют подогревателями или холодильниками.

В ряде случаев целевое назначения имеют оба процесса – нагревание холодного теплоносителя и охлаждение горячего. Тогда теплообменные аппараты называют собственно теплообменниками.

Часто в теплообменных аппаратах в процессе теплообмена происходит изменение агрегатного состояния одного из теплоносителей: конденсация горячего или испарение холодного теплоносителя. В этих случаях аппараты называют конденсаторами или кипятильниками.

По способу передачи тепла различают следующие типы теплообменных аппаратов:
– поверхностные, в которых оба теплоносителя разделены стенкой, причем тепло передается через поверхность стенки путем конвекции в теплоносителях и теплопроводности стенки;
– регенеративные, в которых процесс передачи тепла от горячего теплоносителя к холодному разделяется по времени на два периода, и происходит при попеременном нагревании и охлаждении насадки теплообменника. Существенным недостатком регенеративных теплообменников является изменение температуры поверхности насадки во времени, что в некоторых случаях не обеспечивает постоянства конечной температуры нагреваемого или охлаждаемого теплоносителя;
– смесительные, в которых теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении теплоносителей. Применение смесительных теплообменников ограничено только теми случаями, когда по технологическим условиям допустимо разбавление нагреваемого или охлаждаемого вещества водой.

Поэтому в химической промышленности наибольшее распространение получили поверхностные теплообменники, которые, в свою очередь, разделяются на трубчатые, пластинчатые, спиральные, с поверхностью, образованной стенками аппарата, с оребренной поверхностью теплообмена.

К конструкции теплообменных аппаратов предъявляется ряд требований: они должны отличаться простотой, удобством монтажа и ремонта. В ряде случаев конструкция теплообменника должна обеспечивать возможно меньшее загрязнение поверхности теплообмена и быть легко доступной для осмотра и очистки.

Этим требованиям во многом отвечают спиральные теплообменники, поверхность теплообмена в котором образуется двумя металлическими листами свернутыми в спирали, образующие два спиральных прямоугольных канала, по которым двигаются теплоносители. Внутренне концы спиралей соединены разделительной перегородкой – керном. Для придания спиралям жесткости и фиксирования расстояния между ними служат металлические прокладки. Система каналов закрыта с торцов крышками.

Преимущества спиральных теплообменников:
– компактность;
– возможность пропускания обоих теплоносителей с высокими скоростями, что обеспечивает большой коэффициент теплопередачи;
– малое гидравлическое сопротивление по сравнению с другими типами поверхностных теплообменников.
Недостатками спиральных теплообменников являются: – сложность изготовления и ремонта;
– пригодность для работы под избыточным давлением не более О,6 МПа.

Спиральные теплообменники могут использоваться как для теплообмена между двумя жидкими теплоносителями, так и для теплообмена между конденсирующимся паром и жидкостью.

В качестве греющего агента в теплообменниках часто используется насыщенный водяной пар имеющий целый ряд достоинств:
– высокий коэффициент теплоотдачи; – большое количество тепла, выделяемое при конденсации пара;
– равномерность обогрева, так как. конденсация пара происходит при постоянной температуре;
– легкое регулирование обогрева.

При охлаждении в кожухотрубных теплообменниках в качестве хла¬доагента может использоваться речная или артезианская вода, а в случае, ко¬гда требуется получить температуру ниже 5 °С применяют холодильные рассолы (водные растворы CaCL2, NaCl, и др.).

Что необходимо расчитать:

Спиральный теплообменник для охлаждения 8 т/ч бензола от температуры кипения до 25 ?С водой с начальной температурой 15 и конечной 60 ?С

Скачать – Расчет спирального теплообменника>>

Зеркало – Расчет спирального теплообменника>>